Question

【題目】工業制得的氮化鋁(AlN)產品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等雜質。某同學設計如下實驗分別測定氮化鋁(AlN樣品中AlN和Al4C3的質量分數(忽略NH3在強堿性溶液中的溶解)。

（1）實驗原理：①Al4C3與硫酸反應可生成CH4；

②AlN溶于強酸產生銨鹽，溶于強堿生成氨氣，請寫出AlN與NaOH溶液反應的化學方程式：____________。

（2）實驗裝置(如圖所示，量氣管為堿式滴定管改裝)

連好裝置后，首先應進行的操作是________。

（3）實驗過程：稱得裝置D的初始質量為y g；稱取x g AlN樣品置于裝置B錐形瓶中，各裝置中加入相應藥品，重新連好裝置；讀取量氣管的初始讀數為a mL(量氣裝置左右液面相平)。

①欲首先測量Al4C3質量分數的有關數據，對三個活塞的操作是________。

②若無恒壓管，對所測氣體體積的影響是________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)

③量氣管中液面不再發生變化，說明反應已經結束。讀取讀數之前，應對量氣管進行調整量氣管高度，使左右兩邊液面相平 ，若量氣管中的液面高于右側球形容器中的液面，所測氣體的體積______(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

④記錄滴定管的讀數為b mL(已知：該實驗條件下的氣體摩爾體積為Vm L·mol－1)，則Al4C3的質量分數為______(用含a、b、x、y、Vm的代數式表示)。

⑤測量AlN質量分數的數據：首先關閉活塞 K1 ，打開活塞K3，通過分液漏斗加入過量___，與裝置B瓶內物質充分反應；反應完成后，____(填入該步應進行的操作)，最后稱得裝置D的質量為z g。

Answer 1

【答案】AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑ 檢查裝置的氣密性 關閉活塞K2、K3，打開活塞K1 偏大 偏小 ×100% NaOH溶液 打開K2，通入一段時間空氣

【解析】

（1）AlN與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和氨氣；

（2）涉及氣體的實驗要檢驗裝置氣密性；

（3）①欲首先測量Al4C3質量分數，需測量Al4C3與硫酸反應生成甲烷的體積；

②若無恒壓管，分液漏斗中的液體排出部分B中的空氣；

③若量氣管中的液面高于右側球形容器中的液面，則球形容器中壓強偏大；

④記錄滴定管的讀數為bm L(已知：該實驗條件下的氣體摩爾體積為Vm L·mol－1)，生成甲烷的物質的量是 ；

⑤AlN與強堿生成氨氣，氨氣被D吸收，根據D的質量變化計算AlN的質量；

（1）AlN與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和氨氣，反應方程式是AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；

（2）連好裝置后，首先應進行的操作檢查裝置的氣密性；

（3）①欲首先測量Al4C3質量分數，測量Al4C3與硫酸反應生成甲烷的體積，應關閉活塞K2、K3，打開活塞K1，用排水量氣法測量生成甲烷的體積；

②若無恒壓管，分液漏斗中的液體排出部分B中的空氣，測量甲烷的體積偏大；

③若量氣管中的液面高于右側球形容器中的液面，則球形容器中壓強偏大，所測氣體的體積偏小；

④記錄滴定管的讀數為b mL(已知：該實驗條件下的氣體摩爾體積為Vm L·mol－1)，生成甲烷的物質的量是，根據碳元素守恒，Al4C3的物質的量是，Al4C3的質量分數為100% ；

⑤AlN與強堿生成氨氣，所以分液漏斗加入過量NaOH溶液，與裝置B瓶內物質充分反應；反應完成后，打開K2，通一段時間空氣，將B中氨氣完全趕進D中吸收。